إلكترون فولت

أمثلة للطاقة بالإلكترون فولت

• 20 مليون إلكترون فولت مقدار الطاقة الناتجة عن اصطدام قطرة ماء مطر بالأرض.
• 13.6 إلكترون فولت الطاقة اللازمة لتأيّن ذرة الهيدروجين.
• 3/80 إلكترون فولت مقدار الطاقة الحركية لجزيئ الهواء عند درجة حرارة الغرفة.

كذلك، 200 مليون إلكترون فولت تُصدرها نواة اليورانيوم-235 عند انقسامها في التفاعل النووي

ومن ناحية أخرى، 7 إلكترون فولت مقدار الطاقة المكتسبة للبروتونات في معجل الهادرونات الكبير Large Hadron Collider الذي يشيد الآن في سويسرا ويبدأ العمل في مايو 2009.

من جانب آخر، 17.6 مليون إلكترون فولت مقدار الطاقة الصادرة عن اندماج ذرة ديوتيريوم وذرة تريتيوم لتكوين ذرة هيليوم-4.

من جانب آخر، وهي تكافئ 8.2. 1310 جول / كيلوجرام، أو 20000 طن TNT لكل كيلوجرام.

جول

c = سرعة الضوء في الفراغ = 3 . 8 10 متر/ثانية

وفي هذا السياق، كذلك تقدر كتلة السكون للبروتون بـ 938 مليون إلكترون فولت. وهذه الطاقة تعادل :

وفي هذا الصدد، لنأخذ الآن مثال فناءالإلكترون والبوزيترون عندما يلتقيا - وهي العملية المسماة إفناء إلكترون-بوزيترون -، فكل منهما له كتلة السكون مقدارها 0.511 مليون إلكترون فولت، فعندما يتحللا تنشأ طاقة قدرها مجموع مكافئ كتلتيهما، أي 1.022 MeV.

وحدة كتلة ذرية = 931 مليون إلكترون فولت.

E = الطاقة بالجول ،

m = الكتلة كيلوجرام ،

وحدة كتل ذرية (emu)

من جانب آخر، علمتنا النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين والتي صاغها عام 1905 أن الكتلة مكافئة للطاقة، ولا يدخل في العلاقة بينهما سوى مربع سرعة الضوء في الفراغ c2. أي أن:'E = m c2حيث:

من جهة ثانية، وعندما نتعامل مع تأين الذرات نجد أن وحدة الإلكترون فولت مناسبة. فذرة الهيدروجين تحتاج لتأينها إلى نحو 13.6 إلكترون فولت لكي تتأين.

ومن جهة أخرى، عندما نريد حساب وحدة الكتلة الذرية فإننا نقسم 1 جرام على عدد أفوجادرو، وهذا يعطينا بالتقريب كتلة ذرة الهيدروجين . وهذه الأخرى تعادل على وجه التقريب كتلة السكون للبروتون. أي أن وحدة الكتلة الذرية تساوي:

1.783 كيلوجرام.

علاوةً على ذلك، وفي الكيمياء نستعمل أحيانا الوزن الجزيئي (مول) للمواد لمعرفة كمية الطاقة التي نكتسبها من تفاعل معين بالجول. أو عندما نريد معرفة مقدار طاقة الحركة عندما يمر 1 مول من الإلكترونات عبر فرق جهد مقداره 1 فولت، وفي هذه الحالة نحصل على مقدار تلك الطاقة بالجول، وهي تساوي 96.48 كيلو جول / مول.

جيجا إلكترون فولت وتيرا إلكترون فولت

ومن ناحية أخرى، MeV ، ميغا إلكترون فولت = ألف ألف إلكترون فولت (تبلغ كتلة الإلكترون 0.51 مليون إلكترون فولت)

• هوامش
• أسلوب كتابة آخر: إلكترون فُلط
• اقرأ كذلك
• طاقة
• جول
• وحدة طاقة

وفي هذا السياق، GeV ، جيجا إلكترون فولت = ألف مليون إلكترون فولت (تبلغ كتلة البروتون 0.94 جيجا إلكترون فولت )

إضافةً إلى ذلك، نواجه عند دراستنا للفيزياء جسيمات أولية تعد طاقتها بمقادير عظيمة جدا، تعد بالمليون إلكترون فولت وأعلى من ذلك بكثير . لذلك يستعمل الفيزيائيون اختصارات في التعبير تسهل تصور تلك الطاقات العظيمة وتسهل عملياتهم الحسابية، وقد اختار الفيزيائيون مضاعفات للطاقة تكبر الواحدة عن الآخري بمقدار 1000 مرة، وهي :

keV ، كيلو إلكترون فولت = ألف إلكترون فولت

TeV ، تيرا إلكترون فولت = مليون مليون إلكترون فولت.

علاوةً على ذلك، يعمل أكبر معجل للبروتونات، وهو مصادم الهدرونات الكبير على تسريع البروتونات بحيث تكتسب طاقة قدرها 7 تيرا إلكترون فولت . أي نحو 7000 جيجا إلكترون فولت . وهي طاقة يمكن أن ينشأ عنها نحو 7000 آلاف من البروتونات، حيث أن كتلة البروتون تبلغ 0.94 جيجا إلكترون فولت .

سوابق SI

كواد (وحدة)

العلاقة بين الإلكترون فولت والوحدات الأخرى للطاقة

• لتحويل الإلكترون فولت إلى وحدة أخرى للطاقة نستعمل العلاقة الآتية:
• حيث:
• كولوم C //، فولت V //، أمبير A //، ثانية W ،//s واط //، J جول.

جول 1eV =1.6023

(Tev) أو تيرا الكترون فولت = مليون مليون الكترون فولت

كذلك، ووحدة الطاقة بالجول كبيرة جدا بالنسبة لتطبيقها على الإلكترونات و في دراسة الذرة. لذا اخترع الفيزيائيون وحدة أصغر للطاقة لتسهيل الحسابات عند دراسة الذرة ونواة الذرة والجسيمات الأولية ،وكذلك في مجال فيزياء المواد الصلبة.

من جانب آخر، ويستعمل الفيزيائيون والكيميائيون في عملهم وحدة الإلكترون فولت eV ، وألف إلكترون فولت keV، ومليون إلكترون فولت MeV ، وهكذا (انظر أسفله).

فولت.كولوم 1eV =1.6023

وبما أن 1 فولت = 1 جول ÷ شحنة الإلكترون بالكولوم

نحصل على العلاقة بين الإلكترون فولت والجول، وهي :